Ilusión óptica
Dentro de la percepción visual, una ilusión óptica (también llamada ilusión visual) es una ilusión causada por el sistema visual y caracterizada por una percepción visual que podría decirse que parece diferir de la realidad Las ilusiones vienen en una amplia variedad; su categorización es difícil porque la causa subyacente a menudo no está clara, pero una clasificación propuesta por Richard Gregory es útil como orientación. Según eso, hay tres clases principales: ilusiones físicas, fisiológicas y cognitivas, y en cada clase hay cuatro clases: Ambigüedades, distorsiones, paradojas y ficciones. Un ejemplo clásico de distorsión física sería la aparente flexión de un palo medio sumergido en agua; un ejemplo de una paradoja fisiológica es el efecto posterior del movimiento (donde, a pesar del movimiento, la posición permanece sin cambios). Un ejemplo de una ficción fisiológica es una imagen secundaria. Tres distorsiones cognitivas típicas son la ilusión de Ponzo, Poggendorff y Müller-Lyer. Las ilusiones físicas son causadas por el entorno físico, p. por las propiedades ópticas del agua. Las ilusiones fisiológicas surgen en el ojo o en la vía visual, p. de los efectos de la estimulación excesiva de un tipo de receptor específico. Las ilusiones visuales cognitivas son el resultado de inferencias inconscientes y son quizás las más conocidas.
Las ilusiones visuales patológicas surgen de cambios patológicos en los mecanismos fisiológicos de percepción visual que causan los tipos de ilusiones antes mencionados; se discuten, p. bajo alucinaciones visuales.
Las ilusiones ópticas, así como las ilusiones multisensoriales que implican la percepción visual, también se pueden utilizar en el control y la rehabilitación de algunos trastornos psicológicos, como el síndrome del miembro fantasma y la esquizofrenia.
Ilusiones físicas visuales
Un fenómeno familiar y ejemplo de una ilusión visual física es cuando las montañas parecen estar mucho más cerca de lo que están en un clima despejado con poca humedad (Foehn). Esto se debe a que la neblina es una señal para la percepción de profundidad, lo que indica la distancia de los objetos lejanos (perspectiva aérea).
El ejemplo clásico de una ilusión física es cuando un palo medio sumergido en agua parece torcido. Este fenómeno fue discutido por Ptolomeo (ca. 150) y fue a menudo un ejemplo prototípico de una ilusión.
Ilusiones visuales fisiológicas
Se supone que las ilusiones fisiológicas, como las imágenes secundarias que siguen a luces brillantes o la adaptación de estímulos de patrones alternos excesivamente más largos (efecto secundario perceptivo contingente), son los efectos en los ojos o el cerebro de una estimulación o interacción excesivas con estímulos contextuales o competitivos de un tipo específico: brillo, color, posición, mosaico, tamaño, movimiento, etc. La teoría es que un estímulo sigue su trayectoria neural dedicada individual en las primeras etapas del procesamiento visual y que la actividad intensa o repetitiva en esa interacción con los adyacentes activos canales provoca un desequilibrio fisiológico que altera la percepción.
La ilusión de la cuadrícula de Hermann y las bandas de Mach son dos ilusiones que a menudo se explican mediante un enfoque biológico. La inhibición lateral, donde en los campos receptivos de la retina las señales de los receptores de las áreas claras y oscuras compiten entre sí, se ha utilizado para explicar por qué vemos bandas de mayor brillo en el borde de una diferencia de color cuando vemos bandas Mach. Una vez que un receptor está activo, inhibe los receptores adyacentes. Esta inhibición crea contraste, resaltando los bordes. En la ilusión de la cuadrícula de Hermann, a menudo se explica que las manchas grises que aparecen en las intersecciones en ubicaciones periféricas se deben a la inhibición lateral por parte del entorno en campos receptivos más grandes. Sin embargo, se ha refutado la inhibición lateral como explicación de la ilusión de la cuadrícula de Hermann. Los enfoques empíricos más recientes de las ilusiones ópticas han tenido cierto éxito en la explicación de los fenómenos ópticos con los que han luchado las teorías basadas en la inhibición lateral.
Ilusiones cognitivas
Se supone que las ilusiones cognitivas surgen de la interacción con suposiciones sobre el mundo, lo que lleva a "inferencias inconscientes", una idea sugerida por primera vez en el siglo XIX por el físico y médico alemán Hermann Helmholtz. Las ilusiones cognitivas se dividen comúnmente en ilusiones ambiguas, ilusiones distorsionadoras, ilusiones de paradoja o ilusiones de ficción.
- Ilusiones ambiguas son imágenes o objetos que provocan un "switch" perceptual entre las interpretaciones alternativas. El cubo Necker es un ejemplo bien conocido; otros casos son el jarrón Rubin y el "squircle", basado en la ilusión ambigua del cilindro de Kokichi Sugihara.
- Distorsión o ilusiones geométricas ópticas se caracterizan por distorsiones de tamaño, longitud, posición o curvatura. Un ejemplo llamativo es la ilusión de la pared del café. Otros ejemplos son la famosa ilusión de Müller-Lyer y la ilusión de Ponzo.
- Ilusiones paradojas (o ilusiones de objetos imposibles) son generados por objetos que son paradójicos o imposibles, como el triángulo Penrose o escalera imposible vista, por ejemplo, en M. C. Escher's Ascendente y descendente y Waterfall. El triángulo es una ilusión dependiente de un malentendido cognitivo que los bordes adyacentes deben unirse.
- Fictions son cuando una figura es percibida aunque no está en el estímulo, como con el triángulo Kanizsa, utilizando contornos ilusorios.
Explicación de las ilusiones cognitivas
Organización perceptual
Para dar sentido al mundo es necesario organizar las sensaciones entrantes en información significativa. Los psicólogos de la Gestalt creen que una forma de hacerlo es percibiendo los estímulos sensoriales individuales como un todo significativo. La organización Gestalt se puede utilizar para explicar muchas ilusiones, incluida la ilusión del conejo y el pato, en la que la imagen en su conjunto cambia de un pato a un conejo y por qué en la ilusión de la figura y el fondo, la figura y el fondo son reversibles.
Además, la teoría de la Gestalt se puede utilizar para explicar los contornos ilusorios del triángulo de Kanizsa. Se ve un triángulo blanco flotante, que no existe. El cerebro tiene la necesidad de ver objetos sencillos familiares y tiene una tendencia a crear un "todo" imagen de elementos individuales. Gestalt significa "forma" o "forma" en alemán. Sin embargo, otra explicación del triángulo de Kanizsa se basa en la psicología evolutiva y en el hecho de que para sobrevivir era importante ver la forma y los bordes. El uso de la organización perceptiva para crear significado a partir de estímulos es el principio detrás de otras ilusiones bien conocidas, incluidos los objetos imposibles. El cerebro da sentido a las formas y los símbolos y los une como un rompecabezas, formulando lo que no está allí en lo que es creíble.
Los principios gestálticos de la percepción gobiernan la forma en que se agrupan los diferentes objetos. La buena forma es donde el sistema de percepción trata de llenar los espacios en blanco para ver objetos simples en lugar de objetos complejos. La continuidad es donde el sistema de percepción trata de desambiguar qué segmentos encajan en líneas continuas. La proximidad es donde se asocian los objetos que están muy juntos. La similitud es donde los objetos que son similares se ven como asociados. Algunos de estos elementos se han incorporado con éxito en modelos cuantitativos que involucran estimación óptima o inferencia bayesiana.
La teoría del doble anclaje, una teoría popular pero reciente de ilusiones de luminosidad, establece que cualquier región pertenece a uno o más marcos, creados por los principios de agrupación gestalt, y dentro de cada marco está anclado independientemente tanto a la luminancia más alta como al entorno. luminancia La luminosidad de un punto está determinada por el promedio de los valores calculados en cada marco.
Percepción de profundidad y movimiento
Las ilusiones se pueden basar en la capacidad de un individuo para ver en tres dimensiones aunque la imagen que llega a la retina sea solo bidimensional. La ilusión de Ponzo es un ejemplo de una ilusión que utiliza señales monoculares de percepción de profundidad para engañar al ojo. Pero incluso con imágenes bidimensionales, el cerebro exagera las distancias verticales en comparación con las distancias horizontales, como en la ilusión vertical-horizontal donde las dos líneas tienen exactamente la misma longitud.
En la ilusión de Ponzo, las líneas paralelas convergentes le dicen al cerebro que la imagen más alta en el campo visual está más lejos, por lo tanto, el cerebro percibe que la imagen es más grande, aunque las dos imágenes que llegan a la retina son del mismo tamaño. La ilusión óptica vista en un diorama/perspectiva falsa también explota suposiciones basadas en señales monoculares de percepción de profundidad. El M. C. La pintura de Escher Cascada explota las reglas de profundidad y proximidad y nuestra comprensión del mundo físico para crear una ilusión. Al igual que la percepción de la profundidad, la percepción del movimiento es responsable de una serie de ilusiones sensoriales. La animación cinematográfica se basa en la ilusión de que el cerebro percibe una serie de imágenes ligeramente variadas producidas en rápida sucesión como una imagen en movimiento. Del mismo modo, cuando nos estamos moviendo, como lo haríamos mientras viajamos en un vehículo, los objetos circundantes estables pueden parecer que se mueven. También podemos percibir que un objeto grande, como un avión, se mueve más lentamente que objetos más pequeños, como un automóvil, aunque el objeto más grande en realidad se mueve más rápido. El fenómeno phi es otro ejemplo más de cómo el cerebro percibe el movimiento, que con mayor frecuencia es creado por luces parpadeantes en estrecha sucesión.
La ambigüedad de la dirección del movimiento debido a la falta de referencias visuales para la profundidad se muestra en la ilusión del bailarín giratorio. El bailarín giratorio parece estar moviéndose en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj dependiendo de la actividad espontánea en el cerebro donde la percepción es subjetiva. Estudios recientes muestran en la resonancia magnética funcional que hay fluctuaciones espontáneas en la actividad cortical mientras se observa esta ilusión, particularmente en el lóbulo parietal porque está involucrado en la percepción del movimiento.
Constancias de color y brillo
Las constancias perceptivas son fuentes de ilusiones. La constancia del color y la constancia del brillo son responsables del hecho de que un objeto familiar parezca del mismo color, independientemente de la cantidad de luz o el color de la luz que se refleje en él. Se puede crear una ilusión de diferencia de color o diferencia de luminosidad cuando se cambia la luminosidad o el color del área que rodea un objeto desconocido. La luminosidad del objeto aparecerá más brillante contra un campo negro (que refleja menos luz) que contra un campo blanco, aunque la luminosidad del objeto en sí no haya cambiado. De manera similar, el ojo compensará el contraste de color según el tono de color del área circundante.
Además de los principios gestálticos de percepción, las ilusiones de acuarela contribuyen a la formación de ilusiones ópticas. Las ilusiones de acuarela consisten en efectos de agujeros de objetos y coloración. Los efectos de agujero de objeto ocurren cuando los límites son prominentes donde hay una figura y un fondo con un agujero que tiene una apariencia volumétrica 3D. La coloración consiste en una asimilación del color que irradia desde un borde de color delgado que recubre un contorno cromático más oscuro. La ilusión del color del agua describe cómo la mente humana percibe la totalidad de un objeto, como el procesamiento de arriba hacia abajo. Por lo tanto, los factores contextuales influyen en la percepción del brillo de un objeto.
Objeto
Así como percibe las constancias de color y brillo, el cerebro tiene la capacidad de comprender que los objetos familiares tienen una forma o un tamaño constantes. Por ejemplo, una puerta se percibe como un rectángulo independientemente de cómo cambie la imagen en la retina cuando la puerta se abre y se cierra. Los objetos desconocidos, sin embargo, no siempre siguen las reglas de constancia de forma y pueden cambiar cuando se cambia la perspectiva. La "mesa de Shepard" La ilusión es un ejemplo de una ilusión basada en distorsiones en la constancia de la forma.
Percepción futura
El investigador Mark Changizi del Instituto Politécnico Rensselaer en Nueva York tiene una visión más imaginativa de las ilusiones ópticas y dice que se deben a un retraso neuronal que la mayoría de los humanos experimentan mientras están despiertos. Cuando la luz llega a la retina, pasa aproximadamente una décima de segundo antes de que el cerebro traduzca la señal en una percepción visual del mundo. Los científicos sabían del retraso, pero han debatido cómo los humanos compensan, y algunos proponen que nuestro sistema motor modifica de alguna manera nuestros movimientos para compensar el retraso.
Changizi afirma que el sistema visual humano ha evolucionado para compensar los retrasos neuronales al generar imágenes de lo que ocurrirá una décima de segundo en el futuro. Esta previsión les permite a los humanos reaccionar a los eventos en el presente, lo que les permite realizar actos reflejos como atrapar una pelota voladora y maniobrar sin problemas a través de una multitud. En una entrevista con ABC, Changizi dijo: "Las ilusiones ocurren cuando nuestros cerebros intentan percibir el futuro, y esas percepciones no coinciden con la realidad". Por ejemplo, una ilusión llamada ilusión de Hering se parece a los rayos de una bicicleta alrededor de un punto central, con líneas verticales a cada lado de este punto central, llamado punto de fuga. La ilusión nos engaña para que pensemos que estamos mirando una imagen en perspectiva y, por lo tanto, según Changizi, activa nuestras habilidades para ver el futuro. Como en realidad no nos estamos moviendo y la figura es estática, percibimos erróneamente las líneas rectas como curvas. Changzi dijo:
La evolución ha visto que dibujos geométricos como este provocan en nosotros premoniciones del futuro cercano. Las líneas convergentes hacia un punto de fuga (los discursos) son cues que engañan a nuestros cerebros para pensar que estamos avanzando —como lo haríamos en el mundo real, donde el marco de la puerta (un par de líneas verticales) parece inclinarse a medida que avanzamos a través de ella— y tratamos de percibir cómo será ese mundo en el siguiente instante.
Ilusiones visuales patológicas (distorsiones)
Una ilusión visual patológica es una distorsión de un estímulo externo real y suele ser difusa y persistente. Las ilusiones visuales patológicas suelen presentarse en todo el campo visual, sugiriendo alteraciones globales de la excitabilidad o de la sensibilidad. Alternativamente, la alucinación visual es la percepción de un estímulo visual externo donde no existe ninguno. Las alucinaciones visuales a menudo se deben a una disfunción focal y suelen ser transitorias.
Los tipos de ilusiones visuales incluyen oscilopsia, halos alrededor de los objetos, palinopsia ilusoria (seguimiento visual, estrías de luz, imágenes persistentes difusas prolongadas), acinetopsia, nieve visual, micropsia, macropsia, teleopsia, pelopsia, metamorfopsia, discromatopsia, resplandor intenso, campo azul fenómeno entóptico y árboles de purkinje.
Estos síntomas pueden indicar un estado de enfermedad subyacente y requieren ver a un médico. Las etiologías asociadas con las ilusiones visuales patológicas incluyen múltiples tipos de enfermedades oculares, migrañas, trastorno de percepción persistente por alucinógenos, traumatismo craneoencefálico y medicamentos recetados. Si un examen médico no revela la causa de las ilusiones visuales patológicas, las alteraciones visuales idiopáticas podrían ser análogas al estado de excitabilidad alterada que se observa en el aura visual sin migraña. Si las ilusiones visuales son difusas y persistentes, suelen afectar la calidad de vida del paciente. Estos síntomas suelen ser refractarios al tratamiento y pueden ser causados por cualquiera de las etiologías antes mencionadas, pero a menudo son idiopáticos. No existe un tratamiento estándar para estas alteraciones visuales.
Conexiones con trastornos psicológicos
La ilusión de la mano de goma (RHI)
La ilusión de la mano de goma (RHI), una ilusión multisensorial que involucra tanto la percepción visual como el tacto, se ha utilizado para estudiar cómo el síndrome del miembro fantasma afecta a los amputados a lo largo del tiempo. Los amputados con el síndrome en realidad respondieron a RHI con más fuerza que los controles, un efecto que a menudo fue consistente tanto para los lados del brazo intacto como para el amputado. Sin embargo, en algunos estudios, los amputados en realidad tuvieron respuestas más fuertes a RHI en su brazo intacto, y los amputados más recientes respondieron a la ilusión mejor que los amputados a los que les había faltado un brazo durante años o más. Los investigadores creen que esto es una señal de que el esquema corporal, o el sentido de un individuo de su propio cuerpo y sus partes, se adapta progresivamente al estado posterior a la amputación. Esencialmente, los amputados estaban aprendiendo a no responder más a las sensaciones cerca de lo que alguna vez había sido su brazo. Como resultado, muchos han sugerido el uso de RHI como una herramienta para monitorear el progreso de una persona amputada en la reducción de sus sensaciones de miembro fantasma y la adaptación al nuevo estado de su cuerpo.
Otra investigación utilizó RHI en la rehabilitación de amputados con prótesis. Después de una exposición prolongada a RHI, los amputados dejaron de sentir gradualmente una disociación entre la prótesis (que se asemejaba a la mano de goma) y el resto de su cuerpo. Se pensó que esto se debía a que se adaptaron a responder y mover una extremidad que no se sentía tan conectada con el resto de su cuerpo o sus sentidos.
RHI también se puede usar para diagnosticar ciertos trastornos relacionados con la propiocepción alterada o el sentido del tacto alterado en personas no amputadas.
Ilusiones y esquizofrenia
La esquizofrenia, un trastorno mental que a menudo se caracteriza por alucinaciones, también reduce la capacidad de una persona para percibir ilusiones ópticas de orden superior. Esto se debe a que la esquizofrenia afecta la capacidad de realizar un procesamiento de arriba hacia abajo y una integración de nivel superior de la información visual más allá de la corteza visual primaria, V1. Comprender cómo ocurre esto específicamente en el cerebro puede ayudar a comprender cómo las distorsiones visuales, más allá de las alucinaciones imaginarias, afectan a los pacientes esquizofrénicos. Además, evaluar las diferencias entre cómo los pacientes esquizofrénicos y las personas no afectadas ven las ilusiones puede permitir a los investigadores identificar mejor dónde se procesan las ilusiones específicas en los flujos visuales.
Un estudio sobre pacientes esquizofrénicos descubrió que era muy poco probable que se dejaran engañar por una ilusión óptica tridimensional, la ilusión de la cara hueca, a diferencia de los voluntarios neurotípicos. Con base en datos de fMRI, los investigadores concluyeron que esto se debió a una desconexión entre sus sistemas para el procesamiento ascendente de señales visuales y las interpretaciones descendentes de esas señales en la corteza parietal. En otro estudio sobre la ilusión de la ceguera inducida por el movimiento (MIB) (en la foto a la derecha), los pacientes esquizofrénicos continuaron percibiendo objetivos visuales estacionarios incluso cuando observaban estímulos de movimiento que los distraían, a diferencia de los controles neurotípicos, que experimentaron ceguera inducida por el movimiento. Los sujetos de prueba esquizofrénicos demostraron una organización cognitiva deteriorada, lo que significa que eran menos capaces de coordinar su procesamiento de señales de movimiento y señales de imágenes estacionarias.
Lista de ilusiones
Hay una variedad de diferentes tipos de ilusiones ópticas. Muchos están incluidos en la siguiente lista.
En el arte
Los artistas que han trabajado con ilusiones ópticas incluyen a M. C. Escher, Bridget Riley, Salvador Dalí, Giuseppe Arcimboldo, Patrick Bokanowski, Marcel Duchamp, Jasper Johns, Oscar Reutersvärd, Victor Vasarely y Charles Allan Gilbert. Los artistas contemporáneos que han experimentado con ilusiones incluyen a Jonty Hurwitz, Sandro del Prete, Octavio Ocampo, Dick Termes, Shigeo Fukuda, Patrick Hughes, István Orosz, Rob Gonsalves, Gianni A. Sarcone, Ben Heine y Akiyoshi Kitaoka. La ilusión óptica también se utiliza en el cine mediante la técnica de la perspectiva forzada.
El arte óptico es un estilo de arte que utiliza ilusiones ópticas para crear una impresión de movimiento o imágenes y patrones ocultos. Trampantojo utiliza imágenes realistas para crear la ilusión óptica de que los objetos representados existen en tres dimensiones.
En varios países asiáticos se han abierto atracciones turísticas que emplean arte ilusorio a gran escala que permite a los visitantes fotografiarse en escenas fantásticas, como el Museo Trickeye y el Museo 3D de Hong Kong.
Hipótesis de los procesos cognitivos
La hipótesis afirma que las ilusiones visuales se producen porque los circuitos neuronales de nuestro sistema visual evolucionan, mediante el aprendizaje neuronal, a un sistema que realiza interpretaciones muy eficientes de escenas 3D habituales basadas en la aparición de modelos simplificados en nuestro cerebro que aceleran la proceso de interpretación pero dan lugar a ilusiones ópticas en situaciones inusuales. En este sentido, la hipótesis de los procesos cognitivos puede considerarse un marco para la comprensión de las ilusiones ópticas como la firma de la forma en que la visión estadística empírica ha evolucionado para resolver el problema inverso.
La investigación indica que las capacidades de visión 3D emergen y se aprenden junto con la planificación de movimientos. Es decir, a medida que se perciben mejor las señales de profundidad, las personas pueden desarrollar patrones de movimiento e interacción más eficientes dentro del entorno 3D que les rodea. Después de un largo proceso de aprendizaje, surge una representación interna del mundo que se ajusta bien a los datos percibidos provenientes de objetos más cercanos. La representación de objetos lejanos cerca del horizonte es menos "adecuada". De hecho, no solo la Luna parece más grande cuando la percibimos cerca del horizonte. En una foto de una escena lejana, todos los objetos distantes se perciben más pequeños que cuando los observamos directamente usando nuestra visión.
Galería
Motion aftereffect: este vídeo produce una ilusión de distorsión cuando el espectador mira lejos después de verlo.
Un conjunto de discos de spinning coloridos que crean ilusión. Los discos parecen moverse hacia atrás y hacia adelante en diferentes regiones.
Contenido relacionado
Mnemónico
Uso recreativo de dextrometorfano
Eduardo Thorndike